隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的概念及其研究的目的與意義

隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的概念及其研究的目的與意義一、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的定義近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，以及高速鐵路、高速公路、路、城市軌道交通等工程大規(guī)模建設(shè)，長大隧道數(shù)量也越來越多。但隧道施工進(jìn)度經(jīng)常成為制約整個(gè)整個(gè)工程進(jìn)展的瓶頸，隧道快速掘進(jìn)的主要難題是如何超前了解掌子面前方的地質(zhì)情況和巖石力學(xué)參數(shù)，其中隧道軸線的地質(zhì)界面可能會在施工掘進(jìn)中發(fā)生嚴(yán)重的問題，如塌方、突泥、突涌等災(zāi)害，尤其是當(dāng)這些災(zāi)害交叉發(fā)生時(shí)，問題會更加嚴(yán)重。隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)就是解決個(gè)難題行之有效的方法。隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是通過物探、鉆探或?qū)Э樱⑴浜系刭|(zhì)測繪或地質(zhì)調(diào)查等手段收集的資料，對隧道的某個(gè)段落，或某個(gè)部位及其前方一定范圍內(nèi)的圍巖地質(zhì)特征、結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài)、圍巖級別及隧道開挖后的穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測，并提出隧道前方開挖和支護(hù)建議的報(bào)告。力圖在施工前掌握前方的巖土體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)，以及地下水、瓦斯等的賦存情況、地應(yīng)力情況等地質(zhì)信息，指導(dǎo)隧道施工，以避免施工及運(yùn)營過程中發(fā)生涌水、瓦斯突出、巖爆、大變形等地質(zhì)災(zāi)害，保證施工的安全。二、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的目的與意義隧道工程屬于隱蔽工程，常常會受到各種不良地質(zhì)體的影響，在隧道施工前或者施工過程中如果不能準(zhǔn)確地對可能遇到的不良地質(zhì)體進(jìn)行預(yù)報(bào)或預(yù)測，就有可能影響施工的進(jìn)度，甚至?xí)l(fā)災(zāi)難性事故。不良地質(zhì)體本包括括施工地段巖件不同的巖體、斷層裂隙構(gòu)浩帶、強(qiáng)富水誘水她層、巖溶等。不同巖性的巖體可能會對施工機(jī)械造成損害，也有可能發(fā)生冒落、塌方等事故，這不僅增加了建造及維護(hù)維修成本，還會影響工期，造成較大的損失；斷層裂隙構(gòu)造帶對工程影響很大，破碎帶可能將上下巖層的水系導(dǎo)通，在巖層間形成潤滑層。斷層裂隙面極易滑動，造成巖層失穩(wěn)，引發(fā)山體滑坡及泥石流涌動。所以在斷層裂隙構(gòu)造帶附近施工時(shí)，要隨時(shí)觀察構(gòu)造的聯(lián)系及導(dǎo)通情況，防止透水和由巖層失穩(wěn)引起的事故發(fā)生；在強(qiáng)富水透水層以及巖溶區(qū)，主要是防止透水事故的發(fā)生，以及透水后園地層減壓造成的巖層失穩(wěn)。開挖前對地質(zhì)情況的了解，對于隧道建設(shè)有著十分重要的作用。通過超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，預(yù)報(bào)掌子面前方不良地瓜體的位置、產(chǎn)狀及其圍巖結(jié)構(gòu)的完整性與含水的可能性，為正確選擇開挖斷面、支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)和優(yōu)化施工方案提供依據(jù)，并為預(yù)防隧道涌水、突泥、突氣等可能形成的災(zāi)害性事故及時(shí)提供信息，使工程單位提前做好施工準(zhǔn)備，保證施工安全．同時(shí)還可節(jié)約大量資金。所以隧道超前預(yù)報(bào)對于安全科學(xué)施工、提高工效率、縮短施工周期、避免事故損失、節(jié)約投資等具有重大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效效益。遂道工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作屬于淺層地質(zhì)工作，其物探工作屬于工程物探的范疇，隧道工程的地質(zhì)保障工作需貫穿于隧道工程的設(shè)計(jì)、施工等整個(gè)過程中。隨著科技的進(jìn)步，地質(zhì)勘探的精度越來越高?，F(xiàn)在在1000m深度以內(nèi)，三維地震勘探已能探測斷距為Sm以上的斷層，對斷層和褶皺等構(gòu)造的探測能力也達(dá)到了空前的高度。近年來，過不斷的研究和創(chuàng)新，在巖性解釋方面也取得了長足的進(jìn)步，利用三維地度。近年來，經(jīng)過小斷的研究和創(chuàng)新，在巖性解釋方面也取得了長足的進(jìn)步，利用三維地震勘探的相干體和波阻抗反演技術(shù)，對煤層中侵人體、采空區(qū)、陷落柱和煤層火燒區(qū)進(jìn)行測，效果明顯。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)達(dá)到下列目的：(1)進(jìn)一步查清隧道開挖工作面前方的工程地質(zhì)和水水文地履條件，工指導(dǎo)工程施工的順利進(jìn)行。主要內(nèi)容包括：①斷層及其影響帶和節(jié)理密集帶的位置、規(guī)模和性質(zhì)；②軟弱層（含煤層）的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；③巖溶發(fā)育位置、規(guī)模及其性質(zhì)；④膨脹巖的膨脹力、膨脹量及主要礦物成分；⑤圍巖不同風(fēng)化程度的分界位置；⑥隧道圍巖級別變化及其分界位置。(2)降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率和危害程度。主要內(nèi)容包括：①不良地質(zhì)體（帶）的成災(zāi)可能性；②隧道涌水、突水及突泥位置、水壓及水量；③巖爆災(zāi)害程度分析；④瓦斯突出、有害氣體含量、成分及動態(tài)變化；⑤工程地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的位置和規(guī)模。(3)為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)。主要提供的成果包括：①各種地質(zhì)圖件及分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)；②物探解譯成果及數(shù)據(jù)。(4)為編制竣工文件提供地質(zhì)資料。隧道掌子面前方可能存在影響施工人員安全、施工進(jìn)度（工期）、工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的不良地質(zhì)體（帶），采用各種隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法對其位置、規(guī)模、性質(zhì)及其成災(zāi)可能性進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，并提出切實(shí)可行的施工對策，以確保工程施工的安全。綜上所述，隧道施工中超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)工作關(guān)系到施工中的機(jī)械和人身安全，地質(zhì)預(yù)測